إنتاج المحاصيل وتغير المناخ.. الحرارة الشديدة أقل ضررًا على الإنتاج مقارنة بالجفاف والفيضانات

لست بحاجة إلى شهادة دكتوراه في الزراعة لمعرفة أن المياه أمر بالغ الأهمية لإنتاج المحاصيل، لكن لسنوات، كان أشخاص مثل جوناثان بروكتور، الحاصل على درجة الدكتوراه في الزراعة واقتصاديات الموارد من جامعة كاليفورنيا بيركلي ، يحاولون شرح سبب عدم ظهور أهمية المياه في النماذج الإحصائية لإنتاج المحاصيل.

قال بروكتور، زميل ما بعد الدكتوراه: ” تميل الدراسات التي تحلل كيفية استجابة غلة المحاصيل لدرجات الحرارة، وهطول الأمطار إلى أن درجة الحرارة أكثر أهمية بكثير من الماء، مع أننا نفهم من فسيولوجيا النبات أن درجة الحرارة وإمدادات المياه كلاهما مهمان حقًا للمحاصيل”.

مجموعة بيتر هويبرز في كلية هارفارد جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) ، أكدت أن حل هذا اللغز أمر بالغ الأهمية لتحديد كيفية تأثير تغير المناخ على غلات المحاصيل العالمية.”

الأمطار وعلاقتها بالإنتاج

كان لدى فريق البحث فرضية: ماذا لو كانت النماذج تقيس نوعًا خاطئًا من الماء؟ بدلاً من قياس هطول الأمطار، كما فعلت الدراسات السابقة، استخدم فريق هارفارد الأقمار الصناعية لقياس رطوبة التربة حول منطقة الجذر لنمو الذرة وفول الصويا والدخن والذرة الرفيعة في جميع أنحاء العالم.

وجد الفريق، أن النماذج التي تستخدم رطوبة التربة تفسر 30٪ إلى 120% أكثر من التباين من عام لآخر في المحاصيل عبر المحاصيل مقارنة بالنماذج التي تعتمد على هطول الأمطار.

قال بروكتور: “يمكن أن يختلف هطول الأمطار ورطوبة التربة بشكل كبير بسبب التبخر والتسلل والجريان السطحي”، “ما يسقط من السماء ليس بالضرورة ما يوجد في التربة لتشربه المحاصيل – ونجد أن ما يوجد في التربة لتشربه المحاصيل هو ما يهم حقًا لإنتاجها.”

باستخدام الملاحظات المستمدة من الأقمار الصناعية لرطوبة التربة جنبًا إلى جنب مع النهج الإحصائي، تمكن الفريق من فصل وفهم التأثيرات الفردية لدرجة الحرارة وإمدادات المياه على المحصول، والتي غالبًا ما يتم الخلط بينها لأن الحرارة والجفاف مرتبطان ارتباطًا وثيقًا.

الحرارة والجفاف وتأثيرهم على المحاصيل

على وجه التحديد، وجد الفريق أن الحرارة الشديدة تكون أقل ضررًا على غلة المحاصيل مقارنة بالنماذج السابقة المقدرة ، مما يقلل الأضرار المتوقعة من الاحترار، لكن الفريق وجد أيضًا حساسية متزايدة للجفاف والفيضانات.

قال Huybers ، أستاذ علوم وهندسة البيئة في SEAS وعلوم الأرض والكواكب: “عندما يتعلق الأمر بالتنبؤ بالإنتاجية الزراعية في مناخ متغير، نحتاج إلى النظر في كيفية تطور درجة الحرارة وتوافر المياه معًا”.

وأضاف “بالمقارنة مع درجة الحرارة، فإن التغيرات في توافر المياه ستكون إقليمية وموسمية بدرجة أكبر، بحيث تظهر استراتيجيات التخطيط والإدارة الإقليمية في الصدارة بشكل أكبر في التعامل مع تغير المناخ.”

يخطط الفريق لاستخدام هذا الفهم المحسّن لكيفية تأثير رطوبة التربة ودرجة الحرارة على الإنتاجية الزراعية العالمية لاستكشاف كيفية تأثير تغير المناخ على جوانب أخرى من رفاهية الإنسان، مثل قرارات الهجرة أو استقرار الإمدادات الغذائية.